(57)【要約】    【課題】  回転対称レンズの他のアナモフィックレンズを含む結像光学系を鏡筒に高精度に組立装着することができ、結像光学系の光学性能を十分に発揮し、画像情報を高精度に読取ることができる画像読取装置を得ること。    【解決手段】  回転対称レンズと少なくとも１面がアナモフィック形状であるアナモフィックレンズを含み、原稿台の原稿の画像を結像させる結像光学系を保持する鏡筒と、結像光学系の結像位置に配置されたラインセンサーを有する読取手段と、鏡筒と読取手段とを収納する筺体とを有し、原稿面と筺体とを相対的に走査させて原稿の画像情報を読取る画像読取装置において、鏡筒の一部に係止してアナモフィックレンズを鏡筒に保持するための弾性部と、鏡筒に設けた結像光学系搭載部に結像光学系が回転規制されて保持されるための位置決め部とを一体成型した位置決め部材を有すること。【選択図】    図２
2010050696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を載置する原稿台と、回転対称レンズと少なくとも１面がアナモフィック形状であるアナモフィックレンズを含み、該原稿の画像を結像させる結像光学系と、前記結像光学系を保持する鏡筒と、
前記結像光学系の結像位置に配置されたラインセンサーを有する読取手段と、
前記鏡筒と前記読取手段とを収納する筺体とを有し、
前記原稿面と前記筺体とを前記ラインセンサーの画素の並び方向に対して垂直な方向に相対的に走査させて原稿の画像情報を読取る画像読取装置において、
前記鏡筒の一部に係止して前記アナモフィックレンズを前記鏡筒に保持するための弾性部と、前記鏡筒に設けた結像光学系搭載部に前記結像光学系が回転規制されて保持されるための位置決め部とを一体成型した位置決め部材を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記結像光学系は、前記位置決め部材の位置決め部を前記結像光学系搭載部へ突き当てることで光軸周りの回転が規制されていることを特徴とする請求項１の画像読取装置。
【請求項３】
前記結像光学系の前記回転対称レンズは前記鏡筒内に保持されており、前記アナモフィックレンズは矩形形状であり、且つ該鏡筒の外側に前記位置決め部材の弾性部によって弾性保持されていることを特徴とする請求項１又は２の画像読取装置。
【請求項４】
前記結像光学系の前記回転対称レンズは前記鏡筒内に保持されており、前記アナモフィックレンズは矩形形状であり、且つ該鏡筒の外側に接着剤で接着保持されていることを特徴とする請求項１又は２の画像読取装置。
【請求項５】
前記アナモフィックレンズは、前記位置決め部材と一体に構成されていることを特徴とする請求項４の画像読取装置。
【請求項６】
前記位置決め部は、Ｒ形状よりなっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項の画像読取装置。
【請求項７】
前記位置決め部は、１以上設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項の画像読取装置。
【請求項８】
前記位置決め部は、前記位置決め部材であって、前記アナモフィックレンズの主走査方向の有効域外に設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項の画像読取装置。
【請求項９】
前記位置決め部は、光軸を挟んで主走査方向に２箇所設けられ、前記２つの位置決め部の間隔をα、前記アナモフィックレンズの主走査方向の有効幅をβとするとき
α≧２β
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像読取装置に関し、特に結像光学系の光学性能を十分に発揮して高精度な画像読取りが行なえるようにした、例えばイメージスキャナー、複写機、そしてファクシミリ等の画像読取装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より原稿の画像情報の読取りを行う画像読取装置が種々と提案されている。
【０００３】
このうち複数のミラー、結像光学系、そしてラインセンサ（読取手段）等を一体的に構成して原稿面を走査するキャリッジ方式の画像読取装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
図６は従来のキャリッジ方式の画像読取装置の要部概略図である。
【０００５】
図６において、１０２は原稿台ガラスであり、その面上に原稿１０１が載置されている。１０７はキャリッジ（筺体）であり、後述する照明系１０３、複数の反射ミラー１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅ、結像光学系（画像読取用レンズ）１０５、そして読取手段１０６を一体的に収納している。キャリッジ１０７は、モーターなどの副走査機構１０８により図中の副走査方向（Ａ方向）へ走査し、原稿１０１の画像情報を読み取っている。
【０００６】
照明系１０３は、キセノン管やモーターランプやＬＥＤアレイ等によりなる。なお、照明系１０３にはアルミ蒸着板を組み合わせて用いてもよい。反射ミラー１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅは各々、原稿１０１からのキャリッジ１０７内部で折り曲げている。結像光学系１０５は原稿１０１からの光を読取手段１０６面上に結像させている。読取手段１０６はラインセンサーより成り、紙面に対して垂直方向である主走査方向に複数の受光素子を配列した構成より成り立っている。
【０００７】
上記構成において画像読取装置を小型化にするにはキャリッジ１０７の小型化が必要である。キャリッジ１０７を小型化するには、例えば反射ミラーの枚数を増やしたり、あるいは１枚の反射ミラーで複数回反射させて光路長を確保することが必要となる。
【０００８】
しかしながら、これらの方法ではキャリッジ１０７内部の構造が複雑になることから組立精度が厳しくなり、製造が困難になるという問題点がある。また反射ミラーの面精度と反射回数に比例して結像性能が悪化してしまい読取画像の画質が低下するという問題点もある。
【０００９】
そこで、結像光学系内に少なくとも一面が光軸に対して回転非対称な形状より成るアナモフィックレンズを導入することによって結像光学系１０５を広画角化して物像間距離を縮め、光路長自体を短くした画像読取装置が知られている（特許文献２参照）。
【００１０】
アナモフィックレンズを結像光学系１０５に組み込むと、結像光学系の結像性能は光軸に対して回転非対称になってくる。そのため結像光学系の主走査方向と読取手段の複数の受光素子の配列方向とを規制して精度良く合致させることが必要になってくる。
【００１１】
従来より上記結像光学系を読取手段のラインセンサーが配置される主走査方向に精度良く固定する為の画像読取装置が提案されている（特許文献３，４参照）。これらの特許文献３，４にはアナモフィックレンズとレンズ鏡筒及び画像読取装置との位置関係が精度よく固定された構成が開示されている。
【特許文献１】特開平３−１１３９６１号公報
【特許文献２】特開２０００−１７１７０５号公報
【特許文献３】特開２０００−３０７８２３号公報
【特許文献４】特開２００４−０７８１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
結像光学系に回転対称レンズの他に、回転非対称な形状より成るアナモフィック面を有するアナモフィックレンズを用いると、光路長を短くすることができ、全系が小型化になるといった効果が容易に得られる。
【００１３】
しかしながら回転対称レンズと、アナモフィックレンズの鏡筒での位置関係を精度良く組立てないと各レンズが偏心し、光学性能が低下し、画像読取り精度が低下してくる。例えば、アナモフィックレンズが副走査方向に傾くと偏心収差が多く発生し、読取り画像の画質が大きく低下してくる。
【００１４】
一般に回転対称レンズは鏡筒内で回転調整して、最良な位置に調整することが容易である。
【００１５】
しかしながらアナモフィックレンズは、回転非対称な面を含むため、鏡筒内で回転調整することができない。
【００１６】
アナモフィックレンズを鏡筒に対し位置決め手段で外力を付加して、位置調整する方法が知られているが、この方法は外力によってレンズ面が歪んでしまうことがある。
【００１７】
アナモフィックレンズを含む結像光学系を用いて画像情報を高精度に（高画質で）読み取るには、アナモフィックレンズを鏡筒に高精度に位置決めして装着することが重要になってくる。
【００１８】
本発明は、回転対称レンズの他にアナモフィックレンズを含む結像光学系を鏡筒に高精度に組立装着することができ、結像光学系の光学性能を十分に発揮し、画像情報を高精度に読取ることができる画像読取装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の画像読取装置は、原稿を載置する原稿台と、回転対称レンズと少なくとも１面がアナモフィック形状であるアナモフィックレンズを含み、該原稿の画像を結像させる結像光学系と、前記結像光学系を保持する鏡筒と、
前記結像光学系の結像位置に配置されたラインセンサーを有する読取手段と、
前記鏡筒と前記読取手段とを収納する筺体とを有し、
前記原稿面と前記筺体とを前記ラインセンサーの画素の並び方向に対して垂直な方向に相対的に走査させて原稿の画像情報を読取る画像読取装置において、
前記鏡筒の一部に係止して前記アナモフィックレンズを前記鏡筒に保持するための弾性部と、前記鏡筒に設けた結像光学系搭載部に前記結像光学系が回転規制されて保持されるための位置決め部とを一体成型した位置決め部材を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、回転対称レンズの他のアナモフィックレンズを含む結像光学系を鏡筒に高精度に組立装着することができ、結像光学系の光学性能を十分に発揮し、画像情報を高精度に読取ることができる画像読取装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
本発明の画像読取装置は、回転対称レンズと少なくとも１面がアナモフィック形状であるアナモフィックレンズを含み、原稿台に載置した原稿の画像を結像させる結像光学系を有する。結像光学系は鏡筒に保持されている。
【００２３】
結像光学系の結像位置にはラインセンサーを有する読取手段が配置されている。鏡筒と読取手段はキャリッジ（筺体）内に収納保持されている。このとき結像光学系を保持する鏡筒は、筺体に設けた結像光学系搭載部に載置される。
【００２４】
原稿台と筺体とをラインセンサーの画素の並び方向に対して垂直な方向に相対的に走査させて原稿の画像情報を読取っている。
【００２５】
鏡筒の一部に係止又は押圧してアナモフィックレンズを鏡筒に弾性保持するための弾性部と、結像光学系を筺体に設けた結像光学系搭載部に光軸回りに回転規制するための位置決め部とを一体成型した位置決め部材を用いている。弾性部はアナモフィックレンズを有する結像光学系を鏡筒に弾性保持する場合もある。
【００２６】
このような構成によってアナモフィックレンズを鏡筒に偏心がなく精度良く装着し、高い光学性能を得ている。
【実施例１】
【００２７】
図１は本発明の画像読取装置をイメージスキャナーや複写機等の画像形成装置に適用したときの要部概略図である。図２は図１における結像光学系の周辺部を読取素子（読取手段）側から見たときの実施例１の要部概略図である。図３は図１における結像光学系及び周辺部の実施例１の副走査断面図である。
【００２８】
以下の説明において、主走査方向とはラインセンサーの画素の並び方向であり、副走査方向とはラインセンサーの画素の並び方向に対して垂直な方向である。
【００２９】
図中、２は原稿台ガラス（原稿台）であり、その面上に原稿１が載置されている。７はキャリッジ（筺体）であり、後述する照明系３、複数の反射ミラー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ、結像光学系５、そして読取手段６等を一体的に収納している。キャリッジ７は副走査モーター等の副走査機構８により副走査方向（矢印Ｃ方向）へ移動している。
【００３０】
照明系３は、例えばキセノン管やハロゲンランプやＬＥＤアレイ等より成っている。照明系３にはアルミ蒸着板などの反射板を組み合わせて構成してもよい。反射ミラー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは各々順に第１、第２、第３、第４、第５の反射ミラーであり、原稿１からの光束の光路をキャリッジ７内部で折り曲げている。
【００３１】
結像光学系５は、原稿１の画像情報に基づく光束を読取手段６面上に結像させている。本実施例における結像光学系５は、回転対称レンズ９と矩形形状の少なくとも１面がアナモフィック形状のレンズ（以下アナモフィックレンズ）１０を有している。１１は弾性部２１を有した光軸周りの回転を規制できる位置決め部材である。
【００３２】
読取手段６は、ラインセンサー（ＣＣＤもしくはＣＭＯＳ）より成り、複数の受光素子を１次元方向（主走査方向）に配列した構成より成っている。
【００３３】
本実施例において照明系３から放射された光束は直接あるいは反射笠（不図示）を介して原稿１を照明している。そして、原稿１からの反射光を順に第１、第２、第３、第４、第５の反射ミラー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅを介してキャリッジ７内部でその光束の光路を折り曲げている。そして結像光学系５により原稿１の画像情報をラインセンサー面上に結像させている。
【００３４】
そしてキャリッジ７を副走査モーター８により副走査方向（矢印Ｃ方向）に移動させることにより、原稿１の画像情報を２次元的に読取っている。そして読取られた画像情報は不図示のインターフェイスを通じて外部機器であるパーソナルコンピューターやプリンターなどに送られる。
【００３５】
本実施例における結像光学系５は図１、図２に示すように回転対称レンズ９を鏡筒１２内に保持している。又、矩形形状のアナモフィックレンズ１０を鏡筒１２の外部に位置決め部材１１の一部に設けた弾性部２１によって読取手段６側から押圧し保持している。
【００３６】
更に、アナモフィックレンズ１０を含む結像光学系５は、図２、図３に示すように位置決め部材１１の一部に設けた位置決め部２２を画像読取装置側のキャリッジ７に設けた結像光学系搭載部３１上に突き当てた状態で保持されている。
【００３７】
位置決め部材１１の位置決め部２２を結像光学系搭載部３１へ突き当てることで光軸周りの回転を規制している。
【００３８】
位置決め部材１１、弾性部材２１、位置決め部２２は板金等で一体形成している。
【００３９】
結像光学系搭載部３１は、読取手段６であるラインセンサーの受光素子の配列方向（主走査方向）と平行となった部材を有し、キャリッジ７に設けられている。このため、位置決め部２２を結像光学系搭載部３１上に突き当てることでアナモフィックレンズ１０を含む結像光学系５の光軸周りの回転を規制し、ラインセンサーの受光素子配列方向（主走査方向）と平行に位置決めをすることが出来る。
【００４０】
また、結像光学系搭載部３１へ結像光学系５を固定する際には、鏡筒１２は別部材の鏡筒支持部材３２によって結像光学系搭載部３１に固定される。
【００４１】
この際に、鏡筒１２は、鏡筒支持部材３２で図３で示す矢印Ｄの方向へ圧力（付勢力）がかかる状態で保持される。この圧力が強い場合、突き当てた位置決め部２２を支点として、副走査方向へ結像光学系５が傾いてしまうが、本実施例では、位置決め部材１１が弾性部２１を有しているため、余計な圧力分を吸収することが出来る。したがって、結像光学系５の姿勢は傾かず、ラインセンサーの受光素子配列方向（主走査方向）と平行状態のまま動くので、取付け誤差要因を低減することができる。
【００４２】
結像光学系５の回転対称レンズは鏡筒１２内に保持されている。アナモフィックレンズは外形が矩形形状であり、鏡筒１２の外側に位置決め部材１１の弾性部２１によって弾性保持されている。
【００４３】
また、位置決め部材１１の位置決め部２２は、Ｒ形状（曲面形状）である。即ち、断面形状は円弧である。位置決め部材１１は、アナモフィックレンズ１０の長手方向の有効域外に少なくとも１以上設けられている。
【００４４】
位置決め部２２は、位置決め部材１１であって、アナモフィックレンズの主走査方向の有効域外に設けられている。
【００４５】
位置決め部２２をＲ形状にすることにより、結像光学系搭載部３１に突き当てた時に点で突き当てる状態になるために位置決め精度が向上される。また、位置決め部２２をアナモフィックレンズ１０の長手方向有効域よりも外側に設けることで、位置決め部材１１の部品精度がばらついたり、悪化した場合でも光軸周りに回転する角度を極力小さく抑えることが出来る。
【００４６】
本実施例では、位置決め部２２は、光軸を挟んで主走査方向に２箇所設けられている。
【００４７】
図２に示すように２つの位置決め部の間隔をα、アナモフィックレンズの主走査方向の有効幅をβとする。このとき
α≧２β    ‥‥‥（１）
の如く設定するのが良い。
【００４８】
これによれば、結像光学系５を保持する鏡筒１２を結像光学系搭載部３１に高精度に載置することができる。
【００４９】
本実施例では、
α＝３０ｍｍ  β＝１２ｍｍであり、これは十分に上記条件式（１）を満足している。
【００５０】
以上のように本実施例によれば、少なくとも一面がアナモフィック形状のレンズ面を有する結像光学系の光学性能を十分に発揮して高精度な画像読取りを行うことができる。
【実施例２】
【００５１】
図４は図１において結像光学系５の周辺部を読取素子６側から見たときの実施例２の要部概略図である。また、図５は図１において結像光学系５及び周辺部の実施例２の副走査断面図である。
【００５２】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は、矩形形状のアナモフィックレンズ４１を鏡筒１２の外部に接着剤で接着保持していることである。更にアナモフィックレンズ４１は、実施例１における弾性部を有した光軸周りの回転を規制できる位置決め部材１１と一体に構成した点が異なっている。
【００５３】
アナモフィックレンズ４１は、プラスチックモールド成形で作成するとき、有効域外の上側コバ部に弾性部４２と下側コバ部に光軸周りの回転を規制できる位置決め部４３を同時に同一材料で作成している。
【００５４】
このため、鏡筒１２の外側に接着固定し、アナモフィックレンズ４１と一体形成した位置決め部４３を結像光学系搭載部３１に突き当てることで、実施例１と同様な効果を得ている。また、上側コバ部の弾性部４２に鏡筒支持部材４４を押し当て（係止して）、結像光学系搭載部３１へアナモフィックレンズ４１を含む結像光学系５を固定している。
【００５５】
これにより、実施例１と同様に固定時の余計な圧力分を吸収でき、実施例１と同様な効果を得ている。
【００５６】
その他、本発明においては、上記実施例に限定されず、回転対称レンズ９にアナモフィック面を導入しても良い。
【００５７】
以上説明したように、本発明によれば、結像光学系は、回転対称レンズと少なくとも１面がアナモフィック形状のレンズを有している。そして弾性部を有した光軸周りの回転を規制できる位置決め部材とを用いて、結像光学系を保持する鏡筒を画像読取装置の結像光学系搭載部へ取付けている。これによって、結像光学系の主走査方向と画像読取装置の受光素子の配列方向とを規制して合致させ、また取付け誤差要因を低減でき、光学性能を十分に発揮して高精度な画像読取を行うことが可能となる画像読取装置を達成している。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の画像読取装置の実施例１の要部概略図
【図２】本発明の実施例１の結像光学系の周辺部を読取素子側から見た要部概略図
【図３】本発明の実施例１の結像光学系及び周辺部の副走査断面図
【図４】本発明の実施例２の結像光学系の周辺部を読取素子側から見た要部概略図
【図５】本発明の実施例２の結像光学系及び周辺部の副走査断面図
【図６】従来の画像読取装置の構成を示す要部概略図
【符号の説明】
【００５９】
１，１０１    原稿
２，１０２    原稿台ガラス
３，１０３    照明系
４，１０４    反射ミラー
５，１０５    結像光学系
６，１０６    読取手段
７，１０７    キャリッジ
８，１０８    副走査機構
９     回転対称レンズ
１０，４１    アナモフィックレンズ
１１   弾性部を有した回転規制が出来る位置決め部材
１２   鏡筒
２１，４２    弾性部
２２，４３    位置決め部
３１   結像光学系搭載部
３２，４４    鏡筒支持部材
【図１】
2010050696.tif 000003
【図２】
2010050696.tif 000004
【図３】
2010050696.tif 000005
【図４】
2010050696.tif 000006
【図５】
2010050696.tif 000007
【図６】
2010050696.tif 000008